(57)【要約】【課題】  電力効率を向上することができる誘電体バリア放電灯制御装置を提供する。【解決手段】  誘電体バリア放電灯装置１は、誘電体を介した放電ガスの放電により発光する誘電体バリア放電灯２と、この誘電体バリア放電灯２を発光制御する電源制御装置３とからなる。また、電源制御装置３は、入力電圧を高周波電圧に変換出力するインバータ１５と、１次側の入力電圧を昇圧してその２次電圧を２次回路に出力するトランス１６とを備えている。インバータ１５は、点灯に大きく寄与する期間においてＨレベルの駆動電圧Ｖａを出力し、それ以外の点灯にさほど寄与しない期間においては駆動電圧Ｖａを出力しない。即ち、電源制御装置３は、点灯に大きく寄与する期間で誘電体バリア放電灯２に電力供給を行い、それ以外の期間においては電力供給を遮断する。【選択図】      図１
2006244872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から入力した入力電圧を高周波のパルス信号に変換して出力する信号生成回路と、前記パルス信号を昇圧して２次側に出力するトランスとを備え、前記トランスで昇圧した２次電圧を誘電体バリア放電灯の電極間に印加し、当該誘電体バリア放電灯の誘電体及び放電ガスを介した状態で前記電極間を放電させることで該誘電体バリア放電灯を発光させる誘電体バリア放電灯制御装置において、
前記信号生成回路は、前記トランスの２次回路に２次電流が流れ始めから該２次電流の突入電流がピーク値をとるまでの２倍の時間を前記パルス信号のパルス幅とすべく、前記パルス信号をデューティ比変換して出力するデューティ比変換手段を備えたことを特徴とする誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項２】
前記信号生成回路は、前記パルス信号のデューティ比を設定変更可能なデューティ比設定手段と、前記デューティ比設定手段の設定値を基に、該設定値に応じたデューティ比の前記パルス信号を生成する生成手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項３】
前記信号生成回路と前記誘電体バリア放電灯との間には、リアクトル部材が直列に挿入されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項４】
前記パルス信号の周波数は、前記リアクトル部材及び前記誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路が共振する共振周波数の近傍に設定されていることを特徴とする請求項３に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項５】
前記信号生成回路は、前記パルス信号の周波数を調整操作可能な周波数調整手段と、前記周波数調整手段の調整値を基に、該調整値に応じた周波数の前記パルス信号を生成する第２生成手段とを備えたことを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項６】
前記リアクトル部材はインダクタンス素子であり、前記インダクタンス素子は前記トランス及び前記誘電体バリア放電灯の間に接続されることによって前記トランスの２次側に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項７】
前記リアクトル部材はインダクタンス素子であり、前記インダクタンス素子は前記信号生成回路及び前記トランスの間に配置されることによって前記トランスの１次側に配置されていることを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【請求項８】
前記リアクトル部材は、漏れインダクタンスを生じる漏洩トランスであることを特徴とする請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の誘電体バリア放電灯制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、誘電体バリア放電灯を点灯制御する誘電体バリア放電灯制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対の誘電体を介して放電ガスを放電させることにより光を照射する誘電体バリア放電灯が例えば特許文献１，２に開示されている。この種の誘電体バリア放電灯は、一対の誘電体からなる誘電体容器に放電ガスが封入され、誘電体及び放電ガスを挟むように配置された一対の電極に高周波交流電圧が印加されると、電極間が放電して外部に光を照射する。誘電体バリア放電灯は、その灯形状が平面型のものや筒形状のものが広く普及している。放電ガスは、例えばＸｅ（キセノン）、水銀蒸気、Ａｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）等の各種ガスが使用される。
【０００３】
この誘電体バリア放電灯に電圧を供給する電源制御回路は、例えば商用電源の交流電圧を高周波交流電圧に変換して誘電体バリア放電灯に印加する。即ち、電源制御回路は、商用電源の交流電圧を整流平滑して直流電圧に変換する平滑回路と、その直流電圧を高周波交流電圧に変換するインバータと、その高周波交流電圧を昇圧するトランスとを備え、昇圧後の高周波交流電圧を誘電体バリア放電灯の電極間に印加して誘電体バリア放電灯を点灯・点滅制御する。
【特許文献１】特開２００３−３１１８２号（第２図）
【特許文献２】特開平１１−３０７０５１号（段落番号［００１９］）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、商用電源、電源制御回路及び誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路は、誘電体バリア放電灯の構造上、力率が非常に低いという現状がある。これは、強度的な問題でバリア厚さの厚い誘電体バリア放電灯に電圧を加えねばならず、高周波交流電圧を非常に高くせざるを得ないことや、電極間のインピーダンスは主として誘電体の静電容量に基づく値となるため、誘電体バリア放電灯を流れる電流の位相が印加電圧に対して大きく進むことが原因と考えられる。
【０００５】
放電灯回路の力率が低いと、インバータ回路、トランスの２次回路（即ち、誘電体バリア放電灯）、トランスの１次回路等に無効電力が流れてしまう。この無効電流は誘電体バリア放電灯の点灯に寄与しない電流であり、無効電流が多いと言うことは点灯に寄与する有効電流が少ないとも言え、放電灯回路の電力効率が低い状態となる。放電灯回路の電力効率が低い場合、充分な輝度で誘電体バリア放電灯を点灯させようとすると、２次側巻線の巻線径の大きい大型のトランスを用いなければならず、電源回路ひいては装置全体が大型化するなどの問題が生じる。
【０００６】
本発明の目的は、電力効率を向上することができる誘電体バリア放電灯制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明では、外部から入力した入力電圧を高周波のパルス信号に変換して出力する信号生成回路と、前記パルス信号を昇圧して２次側に出力するトランスとを備え、前記トランスで昇圧した２次電圧を誘電体バリア放電灯の電極間に印加し、当該誘電体バリア放電灯の誘電体及び放電ガスを介した状態で前記電極間を放電させることで該誘電体バリア放電灯を発光させる誘電体バリア放電灯制御装置において、前記信号生成回路は、前記トランスの２次回路に２次電流が流れ始めから該２次電流の突入電流がピーク値をとるまでの２倍の時間を前記パルス信号のパルス幅とすべく、前記パルス信号をデューティ比変換して出力するデューティ比変換手段を備えたことを要旨とする。
【０００８】
この発明によれば、誘電体バリア放電灯制御装置が誘電体バリア放電灯の電極間に２次電圧を印加すると、誘電体バリア放電灯に２次電流が流れて放電灯の電極間に放電が生じ、誘電体バリア放電灯が発光する。ところで、２次電流が流れ始めてからその突入電流がピーク値をとるまでの２倍の時間は、その電流値が正又は負に拘らず、誘電体バリア放電灯の発光に大きく寄与する電流（有効電流）が流れる時間帯であり、それ以外の時間帯については、発光にさほど寄与しない電流（無効電流）が流れる時間帯となる現状がある。
【０００９】
そこで、本発明においては、デューティ比変換手段がデューティ比を異ならせたパルス信号、つまり２次電流が流れ始めてから突入電流がピーク値をとるまでの２倍の時間をパルス幅とするパルス信号を生成し、それをトランスにパルス信号として出力させる。これによって、誘電体バリア放電灯には、発光に大きく寄与する時間帯の際に電流供給が行われ、発光に寄与しない時間では電流供給が遮断される。
【００１０】
従って、誘電体バリア放電灯制御装置は、誘電体バリア放電灯を発光させる際、発光に大きく寄与する時間帯のときにパルス信号を送り、発光にさほど寄与しない時間帯のときにはパルス信号を送らない動作をとる。このため、無効電流が流れる時間帯において電力供給を行わずに済むことになり、電力供給は大きく発光に寄与する時間帯のときだけで済むため、発光効率が低下することなく誘電体バリア放電灯制御装置の電力効率が向上する。よって、放電灯発光時に必要な電力が少なく済み、トランスに要求される皮相電力も小さく済むことから、小型のトランスを用いることが可能となり、誘電体バリア放電灯制御装置が小型化する。なお、定義として「２倍の時間」とは、正確な２倍の値に限定されるものではなく、例えば前記時間の±３０％程度の許容値を含むものとする。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記信号生成回路は、前記パルス信号のデューティ比を設定変更可能なデューティ比設定手段と、前記デューティ比設定手段の設定値を基に、該設定値に応じたデューティ比の前記パルス信号を生成する生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１２】
この発明によれば、請求項１に記載の発明の作用に加え、デューティ比設定手段を設定変更すれば、パルス信号のデューティ比が生成手段によって好適な値に設定される。従って、パルス信号のデューティ比を自由に設定することが可能となり、電力効率向上に大きく寄与する。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の発明において、前記信号生成回路と前記誘電体バリア放電灯との間には、リアクトル部材が直列に挿入されていることを要旨とする。
【００１４】
この発明によれば、請求項１又は２に記載の発明の作用に加え、リアクトル部材が誘電体バリア放電灯の容量性インピーダンスの少なくとも一部を打ち消すように働き、誘電体バリア放電灯制御装置が電圧付与する２次回路はインピーダンスが低くなる。従って、誘電体バリア放電灯制御装置は低電圧で誘電体バリア放電灯を発光させることが可能となり、これによってもトランスの皮相電力低減が可能となる。よって、トランスの一層の小型化が図られ、誘電体バリア放電灯制御装置の一層の小型化に寄与する。
【００１５】
また、低い電圧で誘電体バリア放電灯を発光させる方法としては、例えば誘電体バリア放電灯の厚さを薄くする方法があるが、これを用いると誘電体バリア放電灯の強度が低下する問題が生じる。しかし、本発明のようにリアクトル部材を用いた方法をとれば、誘電体バリア放電灯は厚いままで誘電体バリア放電灯の低電圧駆動が可能となり、トランスひいては誘電体バリア放電灯制御装置の小型化と、誘電体バリア放電灯の機械的強度確保との両立を図ることが可能となる。
【００１６】
請求項４に記載の発明では、請求項３に記載の発明において、前記パルス信号の周波数は、前記リアクトル部材及び前記誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路が共振する共振周波数の近傍に設定されていることを要旨とする。
【００１７】
この発明によれば、請求項３に記載の発明の作用に加え、放電灯回路がほぼ共振状態となるので、誘電体バリア放電灯の容量性インピーダンスの打ち消し効果が高まる。従って、誘電体バリア放電灯の発光に必要な電圧が一層低く済み、トランスひいては誘電体バリア放電灯制御装置の一層の小型化が図られる。なお、定義として「近傍」とは、放電灯回路がほぼ共振状態であると見なせつつ、しかも放電ガスが放電発光した際に誘電体バリア放電灯に過大電流が流れるのを防止する効果（限流作用）があり、さらに放電灯が一様発光することが可能な位置のことを言う。
【００１８】
請求項５に記載の発明では、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明において、前記信号生成回路は、前記パルス信号の周波数を調整操作可能な周波数調整手段と、前記周波数調整手段の調整値を基に、該調整値に応じた周波数の前記パルス信号を生成する第２生成手段とを備えたことを要旨とする。
【００１９】
この発明によれば、請求項１〜４のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、周波数調整手段を調整すれば、パルス信号の周波数が第２生成手段によって好適な値に設定される。従って、例えば誘電体バリア放電灯の種類が異なる場合や、誘電体バリア放電灯に製造バラツキが生じた場合に共振点がずれたとしても、周波数調整手段を用いて周波数を設定することにより、ずれを吸収することが可能となる。また、パルス信号の周波数を共振点に接近させるだけでなく、誘電体バリア放電灯を一様に発光させるために必要な限流作用と共振とのバランスを好適な値に設定することも可能となる。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記リアクトル部材はインダクタンス素子であり、前記インダクタンス素子は前記トランス及び前記誘電体バリア放電灯の間に接続されることによって前記トランスの２次側に配置されていることを要旨とする。
【００２１】
この発明によれば、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、例えばインダクタンス素子を誘電体バリア放電灯に組み込むことにより、インダクタンス素子と誘電体バリア放電灯とを一つの部品として製造することが可能となる。
【００２２】
請求項７に記載の発明では、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記リアクトル部材はインダクタンス素子であり、前記インダクタンス素子は前記信号生成回路及び前記トランスの間に配置されることによって前記トランスの１次側に配置されていることを要旨とする。
【００２３】
この発明によれば、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、インダクタンス素子の耐電圧や、誘電体バリア放電灯の筐体とインダクタンス素子との間の耐電圧を低く設定することが可能となり、絶縁を容易に行うことが可能となる。
【００２４】
請求項８に記載の発明では、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明において、前記リアクトル部材は、漏れインダクタンスを生じる漏洩トランスであることを要旨とする。
【００２５】
この発明によれば、請求項３〜５のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加え、漏洩トランスの漏れインダクタンスを用いて誘電体バリア放電灯の低電圧駆動化を図るので、外付け部品が必要ないことから、誘電体バリア放電灯ひいては誘電体バリア放電灯制御装置の一層の小型化に寄与する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、誘電体バリア放電灯を含めた放電灯回路の力率が低くても、電力効率を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した誘電体バリア放電灯制御装置の第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
【００２８】
図１は、誘電体バリア放電灯装置１の概略構成を示す構成図である。誘電体バリア放電灯装置１は、誘電体を介した放電ガスの放電により発光する誘電体バリア放電灯２と、この誘電体バリア放電灯２を発光制御する電源制御装置３とからなる。誘電体バリア放電灯２は、本例においてバッテリ（電池）の直流電圧（入力電圧）を電源４としているが、例えば商用電源の交流電圧を整流してそれを電源としてもよい。なお、電源制御装置３が誘電体バリア放電灯制御装置に相当する。
【００２９】
本例の誘電体バリア放電灯２は、その灯形状が平面型の平面型放電灯であり、略平板状の誘電体密封容器５を備えている。誘電体密封容器５は、例えばガラスを材質とした一対の誘電体平板６，７を備え、これら誘電体平板６，７は互いに対向する向きに配置されている。誘電体密封容器５は、これら誘電体平板６，７の周縁全域が封止部材（例えばシールガラス）８により封止されることで、内部に収容空間９が形成されている。なお、誘電体平板６，７が誘電体に相当する。
【００３０】
誘電体密封容器５の収容空間９には、電圧印加によって放電発光可能な放電ガス１０が封入されている。この放電ガス１０としては、例えばＸｅ（キセノン）、水銀蒸気、Ａｒ（アルゴン）、Ｎｅ（ネオン）等のガスが採用される。各誘電体平板６，７の外面には一対の略平板状の電極１１，１２が各々取り付けられ、誘電体平板６，７及び放電ガス１０は一対の電極１１，１２により挟み込まれた状態となる。また、各誘電体平板６，７の内面には、一対の略平板状の蛍光体層１３，１４が各々取り付けられている。
【００３１】
電源制御装置３は、入力電圧を高周波電圧に変換出力するインバータ１５と、１次側の入力電圧を昇圧してその２次電圧を２次回路に出力するトランス１６とを備えている。インバータ１５は、電源４の直流電圧を高周波駆動電圧（以下、単に駆動電圧と記す）Ｖａに変換し、それをトランス１６に出力する。トランス１６は、駆動電圧（１次電圧）Ｖａを昇圧し、昇圧後の高周波交流電圧（２次電圧）Ｖｂを電極１１，１２間に印加する。これにより、電極１１，１２間に放電が生じ、放電ガス１０が電離することで放電プラズマが発生して、放電ガス１０が外部に紫外線を照射する。蛍光体層１３，１４はこの紫外線により励起されて自然光を外部に照射し、これによって誘電体バリア放電灯２が点灯した状態となる。なお、駆動電圧Ｖａがパルス信号に相当する。
【００３２】
なお、誘電体バリア放電灯２は、平面型放電灯に限らず、例えば灯形状が管状の筒型放電灯でもよい。また、誘電体バリア放電灯２は、照射面と反対面の誘電体平板（例えば誘電体平板７）を金属製とすることによって、誘電体と電極とを兼用した片バリア式でもよい。さらに、誘電体バリア放電灯２は、非照射面の電極（例えば電極１２）を不透明電極とした構造でもよく、この場合には蛍光体層１４は省略される。なお、インバータ１５が信号生成回路に相当する。
【００３３】
誘電体バリア放電灯２と電源制御装置３との間には、例えばコイル等からなるインダクタンス素子１７が直列に接続されている。このインダクタンス素子１７はトランス１６の２次巻線と電極１１との間（即ち、トランス１６の２次側）に接続され、トランス１６の２次回路のインピーダンスを低下させる、別の言い方をすれば誘電体バリア放電灯２（インダクタンス素子１７を含めた回路）のインピーダンスを低下させる素子として機能する。なお、インダクタンス素子１７がリアクトル部材に相当する。
【００３４】
図２は、電源制御装置３の電気構成を示す電気構成図である。電源制御装置３は、４つのスイッチング素子１８〜２１と、これらスイッチング素子１８〜２１をスイッチ制御する駆動回路２２とを備えている。これらスイッチング素子１８〜２１のうち１８，１９が直列接続されるとともに２０，２１が直列接続され、これら直列回路は駆動回路２２に対して並列状態で電源４に接続されている。また、スイッチング素子１８，１９の中点と、スイッチング素子２０，２１の中点との間に、トランス１６の１次巻線が接続されている。各スイッチング素子１８〜２１には、無効電流循環用のダイオード１８ａ〜２１ａが各々接続されている。
【００３５】
駆動回路２２は、駆動回路２２の電源を供給する制御用電源２３と、所定周波数で発振信号を出力可能な発振器２４と、入力信号を分配可能な分配器２５と、スイッチング素子１８〜２１を駆動させる２つのドライブ回路２６，２７とを備えている。なお、発振器２４がデューティ比変換手段、生成手段及び第２生成手段を構成する。
【００３６】
発振器２４は制御用電源２３の電源を基にして所定の発振信号を分配器２５に出力する。分配器２５は発振信号をドライブ回路２６，２７に各々分配し、各ドライブ回路２６，２７はその発振信号に基づくタイミングでスイッチング素子１８〜２１のオンオフを切り換える。本例においてドライブ回路２６，２７は、スイッチング素子１８，２１を同時にオン、スイッチング素子１９，２０を同時にオフする動作と、スイッチング素子１８，２１を同時にオフ、スイッチング素子１９，２０を同時にオンする動作とを交互に繰り返し行う。そして、ドライブ回路２６，２７は、この動作を繰り返して高周波駆動電圧（矩形波電圧信号）Ｖａを生成し、これをトランス１６に出力する。
【００３７】
トランス１６は、インバータ１５が出力する駆動電圧Ｖａを昇圧し、昇圧後の高周波交流電圧Ｖｂをインダクタンス素子１７を介して誘電体バリア放電灯２に印加する。本例においてトランス１６は、１２Ｖの駆動電圧Ｖａを例えば１ｋＶ〜２ｋＶ程度の高周波交流電圧Ｖｂに昇圧して出力する。また、トランス１６は入力電圧の周波数ｆが低ければ巻数が少なくなるために小型で済むことから、高周波交流電圧Ｖｂの周波数ｆは例えば１０ＫＨｚ〜１００ｋＨｚ程度の電圧が採用される。誘電体バリア放電灯２は、インダクタンス素子１７を介してこの高周波交流電圧Ｖｂを入力し、電極１１，１２間を放電させて発光する。
【００３８】
ここで、誘電体バリア放電灯２を点灯させるべく電源スイッチ（図示略）が押されたとすると、電源制御装置３から高周波交流電圧Ｖｂが誘電体バリア放電灯２に印加される。このとき、インバータ１５がソフトスタート、つまり最初のうちはパルス幅の狭い状態から立ち上がるため、誘電体バリア放電灯２は放電するまでに若干の時間がかかるため、電源スイッチを投入して暫くしてから点灯する。なお、誘電体バリア放電灯２が点灯に至る前でも、一部の２次電流が誘電体バリア放電灯２の容量分を通して循環する。ここで、例えば図３（ａ）及び図４（ａ）に示すデューティ比１００％の駆動電圧Ｖａがインバータ１５から出力されたとすると、誘電体バリア放電灯２の点灯前は、図３（ｂ）に示す正弦波の２次電流Ｉがトランス１６の２次回路つまり誘電体バリア放電灯２に流れる。
【００３９】
そして、ソフトスタート時に出力される初期駆動電圧Ｖa0にΔＶを加算した値へ駆動電圧Ｖａが上昇して、誘電体バリア放電灯２が点灯すると、図４（ｂ）に示す波形の２次電流Ｉがトランス１６の２次回路つまり誘電体バリア放電灯２に流れる。即ち、２次電流Ｉが急激に立ち上がって大きなピーク値Ｐａをとり、ピーク値Ｐａをとった後に電流が急激に減少し、ピーク値Ｐａの半分程度の電流値をとった後に正弦波の頂点を目指して電流値が再度増加し、正弦波の頂点をとるとその後は電流値が収束に向かう。そして、電流値が負の場合も同様の波形をとり、電流値の正負交互で同波形をとって２次電流Ｉが誘電体バリア放電灯２を流れる。
【００４０】
２次電流Ｉが図４（ｂ）の波形をとるのは、以下の要因によるものと考えられる。例えば、インダクタンス素子１７のインダクタンスをＬｅ、誘電体平板６，７の各静電容量をＣ１，Ｃ２、誘電体平板６，７間の放電空間の静電容量をＣ３とする。このとき、図６（ａ）に示すように、誘電体バリア放電灯２、電源制御装置３及びインダクタンス素子１７からなる放電灯回路２８の等価回路は、誘電体バリア放電灯２が点灯前であれば同図（ａ）に示す回路となる。
【００４１】
ここで、誘電体バリア放電灯２が点灯すると、各誘電体平板６，７に対して直列の抵抗成分が各々生じ、誘電体平板６，７間の放電空間に対して並列の抵抗成分が生じ、インダクタンス素子１７に対して直列の抵抗成分が生じる。本例において、各誘電体平板６，７に対する直列の抵抗成分をＲ１，Ｒ２、誘電体平板６，７間の放電空間に対する並列の抵抗成分をＲ３、インダクタンス素子１７に対する直列の抵抗成分をＲ４とすると、放電灯回路２８の等価回路は、図６（ｂ）に示す回路となる。なお、図６（ｂ）の抵抗ｒは、電源制御装置３の内部抵抗成分である。
【００４２】
この種の誘電体バリア放電灯２においては、誘電体バリア放電灯２が点灯安定状態になると静電容量Ｃ３が内部プラズマにより短絡するため、放電灯回路２８の等価回路は、静電容量Ｃ３を省略した図６（ｃ）に示す回路となる。ここで、静電容量Ｃ３が短絡するに際しては静電容量Ｃ３の蓄積電流が抵抗Ｒ３側に流れ出し、抵抗Ｒ３には突入電流が流れた状態となる。従って、図４（ｂ）に示すように２次電流Ｉが電流流れ始めに大きなピーク値Ｐａをとるのは、静電容量Ｃ３が短絡して抵抗Ｒ３に突入電流が流れる状況になることが原因と考えられる。
【００４３】
ここで、誘電体バリア放電灯２は、背景技術でも述べたように力率が低いという現状があり、誘電体バリア放電灯２を流れる２次電流Ｉには、点灯に大きく寄与する電流成分（即ち、有効電流）と、点灯にさほど寄与しない電流成分（即ち、無効電流）とがある。このような有効電流や無効電流は本例の誘電体バリア放電灯２にも存在し、実験等で確認した結果、２次電流Ｉの流れ始めからピーク値Ｐａまでの時間をＴｘとすると、そのＴｘの２倍の時間Ｔａ（＝２×Ｔｘ）が、点灯に大きく寄与する電流の流れる時間帯に相当する。一方、２次電流Ｉの半周期をＴｓとすると、ＴｓからＴａを減算した時間Ｔｂ（＝Ｔｓ−Ｔａ）が、点灯にさほぼ寄与しない電流の流れる時間帯とみなせる。
【００４４】
従って、インバータ１５は、デューティ比変換した駆動電圧Ｖａ、つまり時間Ｔａの間に限ってＨレベルとなる図５（ａ）に示す駆動電圧Ｖａを出力する。これにより、誘電体バリア放電灯２には、図５（ｂ）に示す２次電流Ｉが流れることになり、時間Ｔａの時間帯においては駆動電圧Ｖａに基づく２次電流Ｉが流れる状態となる。なお、図５（ｂ）において時間Ｔｂの時間帯も２次電流Ｉが流れているが、これは１次回路のリアクタンス成分や誘電体バリア放電灯２の静電容量成分による自由振動で流れる電流である。
【００４５】
図２に示すように、インバータ１５内の発振器２４には、駆動電圧Ｖａの周波数ｆを調整する第１可変抵抗器２９ａが接続されている。発振器２４は第１可変抵抗器２９ａの抵抗値（調整値）に基づく周波数ｆで発振信号を出力し、これを基にドライブ回路２６，２７が駆動することでインバータ１５は第１可変抵抗器２９ａに基づく周波数ｆの駆動電圧Ｖａを出力する。また、この発振器２４には、時間Ｔａを調整する第２可変抵抗器２９ｂが接続されている。発振器２４は、第２可変抵抗器２９ｂの抵抗値（設定値）に基づくデューティ比（パルス幅）で駆動電圧Ｖａを出力する。従って、第２可変抵抗器２９ｂの値を調整すれば、駆動電圧Ｖａのデューティ比、つまり時間Ｔａの値が変更される。なお、第１可変抵抗器２９ａが周波数調整手段に相当し、第２可変抵抗器２９ｂがデューティ比設定手段に相当する。
【００４６】
図６（ｃ）に示す等価回路は、同一成分をまとめて簡略化することにより図６（ｄ）に示す等価回路として見ることも可能である。即ち、合成容量をＣｅとし、合成抵抗をＲｅとすると、等価回路はインダクタンスＬｅ、合成容量Ｃｅ及び合成抵抗Ｒｅの直列回路とみなせる。従って、この等価回路からも明らかなように、トランス１６の２次回路つまり放電灯回路２８は、インダクタンス素子１７を接続しない場合に比べてインピーダンスが低下する。即ち、インダクタンス素子１７の誘導性インピーダンスが誘電体平板６，７の容量性インピーダンスの少なくとも一部を打ち消した状態となる。
【００４７】
また、放電灯回路２８の合成インピーダンスＺｏは、図６（ｄ）の等価回路の場合、次式で表される。
Ｚｏ＝Ｒｅ＋ｊ（ωＬｅ−１／（ωＣｅ））
この合成インピーダンスＺｏの周波数特性は、図７の実線で示す波形をとる。即ち、合成インピーダンスＺｏは、高周波交流電圧Ｖｂの周波数ｆ（＝ω／２π）が低い状態では合成インピーダンスＺｉよりわずかに小さく、共振周波数ｆｏに向かって大きな傾きで減少し、その共振周波数ｆｏ（２πｆｏ＝ωｏ：ωｏ＝√（１／ＬｅＣｅ））を経た後には値が急激に増加する。一方、インダクタンス素子１７を接続しない場合の放電灯回路２８の合成インピーダンスＺｉは、図７の一点鎖線で示すように、周波数ｆが大きくなるに連れて緩やかに減少する曲線をとる。
【００４８】
ところで、例えば周波数ｆを共振周波数ｆｏとして放電灯回路２８を共振させると、図７に示すように合成インピーダンスＺｏはＲｅと著しく小さくなり、誘電体バリア放電灯２が低電圧で駆動可能になる。しかし、この種の誘電体バリア放電灯２には、点灯後において一対の誘電体平板６，７が高周波交流電圧Ｖｂに対して高いインピーダンスとして作用し、点灯後に過大電流が流れるのを防止する限流作用が備わっており、上記のように放電灯回路２８を共振させた場合には、その限流作用の効果が低減してしまう。
【００４９】
そこで、本例において駆動電圧Ｖａの周波数ｆは、共振周波数ｆｏの近傍、つまり放電灯回路２８がほぼ共振状態で、しかも誘電体バリア放電灯２に限流作用を持たせら、さらに一様発光に充分な値に設定されている。例えば、本例においては、図７に示すように共振周波数ｆｏに対して若干低い値（図７に示すｆ１）や、共振周波数ｆｏに対して若干高い値（図７に示すｆ２）に設定されている。
【００５０】
さて、本例においては、点灯時及び点灯安定時における２次電流Ｉの変化に着目し、点灯に大きく寄与する期間に限って、電源制御装置３が高周波交流電圧Ｖｂを印加する。従って、電源制御装置３は、無効電流が流れるという点灯にさほど寄与しない時間Ｔｂにおいて駆動電圧を印加しないので、点灯に寄与しない時間帯で電力供給を行わずに済む。このため、点灯に大きく寄与する時間帯でのみ電源制御装置３は電力供給を行えば済むので、誘電体バリア放電灯２の発光効率を低下させることがなく、誘電体バリア放電灯２を点灯させる際の電力効率向上が図られる。
【００５１】
このように、電源制御装置３の電力効率が向上すると、トランス１６に要求される皮相電力も小さく済むため、トランス１６は小型のものを用いることが可能となり、電源制御装置３ひいては誘電体バリア放電灯装置１の小型化が図られる。なお、電力効率向上に伴ってインバータ１５の小型化も可能である。また、この種の平面型の誘電体バリア放電灯２は自身が薄型であるという利点があるが、電源制御装置３の小型化が図れれば電源制御装置３の薄型化も容易となり、平面型の誘電体バリア放電灯２の薄型の特長を活かした極薄型の誘電体バリア放電灯装置１の提供にも貢献可能である。
【００５２】
また、誘電体バリア放電灯２と電源制御装置３との間にインダクタンス素子１７を接続したので、放電灯回路２８の合成インピーダンスは、インダクタンス素子１７を接続しない場合よりも値が小さくなる。従って、誘電体バリア放電灯２の厚さがそのままであっても、通常よりも低電圧で誘電体バリア放電灯２を点灯することが可能である。従って、トランス１６に必要な皮相電力もその分だけ小さく済むため、誘電体バリア放電灯２の機械的強度を保ちつつ、トランス１６、電源制御装置３ひいては誘電体バリア放電灯装置１の更なる小型化が図られる。
【００５３】
なお、インダクタンス素子１７は、誘電体バリア放電灯２及び電源制御装置３の間、つまりトランス１６の２次側に接続されることに限定されない。例えば、図８に示すように、インダクタンス素子１７はトランス１６の一次側、つまりインバータ１５とトランス１６の一次巻線との間に接続されてもよい。この場合、トランス１６の２次側にインダクタンス素子１７を接続する場合に比べて、インダクタンス素子１７の耐電圧や、電源制御装置３の筐体（ケース）とインダクタンス素子１７との間の耐電圧を低く設定することが可能となり、絶縁が容易になる。
【００５４】
また、リアクトル部材は、インダクタンス素子１７に代えて図９に示す漏洩トランス３０でもよい。漏洩トランス３０の等価回路は、同図の二点差線枠内に示すように、インダクタンスＬx1及び抵抗Ｒx1の並列回路がインバータ１５に接続され、インダクタンスＬx2及び抵抗Ｒx2の直列回路がインバータ１５と誘電体バリア放電灯２との間に接続された回路となる。この等価回路においては、インダクタンス（等価直列リアクトル成分）Ｌx2が先に述べたインダクタンスＬｅに相当するため、このインダクタンスＬx2の値を好適な値に設定すればよい。
【００５５】
この漏洩トランス３０は、例えば図１０（ａ）に示すリーケージ鉄心式の漏洩トランス３０ａが採用される。この漏洩トランス３０ａは、互いに突き合わせた状態で連結固定された２つのＥ字型磁心３１，３２と、Ｅ字型磁心３１の中央の脚部３１ａに巻回された１次コイル３３と、Ｅ字型磁心３２の中央の脚部３２ａに巻回された２次コイル３４とを備えている。漏洩トランス３０ａの各外側の脚部３５ａ，３５ｂの内面には、１次コイル３３及び２次コイル３４の間において中央側に突出したリーケージ鉄心３６ａ，３６ｂが連結されている。そして、リーケージ鉄心３６ａ及び脚部３１ａ，３２ａの間の磁気空隙３７ａ、リーケージ鉄心３６ｂ及び脚部３１ａ，３２ａの間の磁気空隙３７ｂの間隔や対向面積によって、漏洩磁束量つまりインダクタンスＬx2が設定される。
【００５６】
また、漏洩トランス３０は、例えば図１０（ｂ）に示すギャップ式の漏洩トランス３０ｂでもよい。この漏洩トランス３０ｂは、漏洩トランス３０ａで用いたリーケージ鉄心３６ａ，３６ｂを省略し、中央の脚部３１ａ，３２ａを接触させることなく所定の磁気空隙３７ｃを持たせたトランスである。漏洩トランス３０ｂにおいては、磁気空隙３７ｃの間隔や対向面積によって、漏洩磁束量つまりインダクタンスＬx2が設定される。なお、漏洩トランス３０，３０ａ、３０ｂがリアクトル部材を構成する。
【００５７】
さらに、駆動電圧Ｖａの周波数ｆは、共振周波数ｆｏの近傍とすることに限定されない。この種の誘電体バリア放電灯２は、広い面積の対向電極の各部（各点）間で同時に放電が開始するのではなく、どこかの一部で放電が開始し、その放電が広がっていって全面が放電状態となる。この点から、合成インピーダンスＺｏは、放電状態においてある程度の大きさを必要とする場合があり、電極１１，１２の面積が大きい程大きい値を必要とし、また放電ガス１０の圧力が大きい程大きい値を必要とする。従って、駆動電圧Ｖａの周波数ｆは、誘電体バリア放電灯２の一様な発光に必要な限流インピーダンスを合成インピーダンスＺｏがとるような値に設定されてもよい。
【００５８】
放電ガス１０としては、水銀を含まないものが環境問題の点から好ましく、この点で現在のところＸｅガスが有効であるが、インバータ損失は周波数ｆが高くなると増加し、灯具全体としての発光効率が下がる性質がある。そこで、駆動電圧Ｖａの周波数ｆは、共振周波数ｆｏよりも低く、しかも合成インピーダンスＺｏが一様発光に要する限流インピーダンスＺ01（＝Ｚｉ−２πｆｕＬｅ）をとる値に設定されてもよい。なお、発光効率にあまり影響がなければ、周波数ｆは共振特性曲線の急傾斜部ΔＸ，ΔＹの値でもよい。また、合成インピーダンスＺｏは、周波数ｆを調整することで設定することに限らず、インダクタンスＬｅの値を調整することで、上記した各条件を満たし得る値に設定されてもよい。
【００５９】
本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）誘電体バリア放電灯２の発光に際し、発光に大きく寄与する時間Ｔａでは駆動電圧Ｖａにより誘電体バリア放電灯２を点灯させ、それ以外の時間Ｔｂでは電圧供給を行わずに自由振動で駆動させる。従って、発光に大きく寄与する時間帯でのみ電力供給を行えば済むので、発光効率を落とさずに電源制御装置３の電力効率を向上できる。また、このように電力効率が向上できれば、トランス１６に必要な皮相電力も小さく済むので、トランス１６、電源制御装置３ひいては誘電体バリア放電灯装置１を小型化することができる。
【００６０】
（２）誘電体バリア放電灯２及び電源制御装置３のインダクタンス素子１７を接続したので、このインダクタンス素子１７が誘電体バリア放電灯２の容量性インピーダンスを打ち消すように働き、放電灯回路２８のインピーダンスが低くなる。従って、誘電体バリア放電灯２を通常よりも低電圧で点灯可能となるため、その分だけ小型のトランス１６を使用できる。従って、誘電体バリア放電灯２の厚さはそのままで、誘電体バリア放電灯２を通常よりも低電圧で点灯可能となることから、誘電体バリア放電灯２の機械的強度を確保しつつ、トランス１６、電源制御装置３ひいては誘電体バリア放電灯装置１の更なる小型化を図ることができる。
【００６１】
（３）放電灯回路２８がほぼ共振状態となるように駆動電圧Ｖａの周波数ｆを設定したので、その分だけ放電灯回路２８のインピーダンスが低く設定されるため、誘電体バリア放電灯２の低電圧駆動化に一層寄与する。また、放電灯回路２８を共振させるといっても略共振状態とすることで限流作用を残すようにしているので、点灯時における過大電流流入防止作用も今まで通り生じる誘電体バリア放電灯２とすることができる。
【００６２】
（４）駆動電圧Ｖａの周波数を調整可能な第１可変抵抗器２９ａをインバータ１５に設けたので、例えば誘電体バリア放電灯２の種類が異なる場合や、誘電体バリア放電灯２に製造ばらつきが生じた場合に共振点がずれたとしても、第１可変抵抗器２９ａを用いて周波数ｆを調整すれば、このずれを吸収することができる。また、第２可変抵抗器２９ｂを調整すれば、駆動電圧Ｖａのパルス幅も変更されるため、第２可変抵抗器２９ｂを用いて時間Ｔａの間隔を自由に設定することができ、電力効率向上に一層寄与する。
【００６３】
（５）インダクタンス素子１７をトランス１６の２次側に接続した場合（図１に示す例の場合）、例えばインダクタンス素子１７を誘電体バリア放電灯２に組み込むことにより、誘電体バリア放電灯２とインダクタンス素子１７とを一体にした製品を製造することができる。
【００６４】
（６）インダクタンス素子１７をトランス１６の１次側に接続した場合（図８に示す例の場合）、インダクタンス素子１７の耐電圧や、誘電体バリア放電灯２の筐体とインダクタンス素子１７との間の耐電圧を低く設定することが可能となり、絶縁を容易に行うことができる。
【００６５】
（７）漏洩トランス３０を用いた場合（図９に示す例の場合）、漏洩トランス３０の漏れインダクタンス（即ち、インダクタンスＬx2）を用いて誘電体バリア放電灯２の低電圧駆動化を図る。従って、外付け部品を用いる必要がないため、部品点数が少なく済み、電源制御装置３ひいては誘電体バリア放電灯装置１を一層小型化することができ、製造コストを抑制することもできる。
【００６６】
なお、本実施形態は今まで述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・  発光に大きく寄与する時間Ｔａは、２次電流が流れ始めてから突入電流がピーク値Ｐａをとるまでの時間Ｔｘの２倍に限定されず、若干の許容範囲を含むものとする。例えば、この時間Ｔｘの２倍の値に対して±３０％の許容値を含むこととする。
【００６７】
・  インバータ１５は、本例のようなブリッジインバータ回路に限定されず、センタータップ式、ブリッジ式及びＡＭＰ式のいずれのインバータ回路を採用してもよい。
・  漏洩トランス３０は、リーケージ鉄心式やギャップ式に限らず、例えば壺型磁心、内鉄型等の各種トランスを採用してもよい。また、これら漏洩トランス３０においては、必ずしも磁気空隙３７ａ〜３７ｃを設ける必要はなく、高周波交流電圧Ｖｂの周波数ｆが非常に高くなった際に漏洩磁束が生じるトランスでもよい。
【００６８】
次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（１）請求項１〜８のいずれかにおいて、前記誘電体バリア放電灯は、対向配置された一対の誘電体と、前記誘電体の間に密封状態で封入された放電ガスと、前記誘電体及び前記放電ガスを挟んで対向された一対の電極とを備えている。
【００６９】
（２）請求項１〜８のいずれかにおいて、前記パルス信号の周波数と前記リアクトル部材のインダクタンス値とのうち少なくとも一方は、前記リアクトル部材及び前記誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路のインピーダンスが、前記誘電体バリア放電灯の一様な発光に必要な限流インピーダンスとなるように値が設定されている。
【００７０】
（３）請求項１〜８のいずれかにおいて、前記パルス信号の周波数と前記リアクトル部材のインダクタンス値とのうち少なくとも一方は、前記高周波電圧の周波数が、前記リアクトル部材及び前記誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路が共振する共振周波数より低くなるように設定されている。
【００７１】
（４）請求項１〜８のいずれかにおいて、前記パルス信号の周波数と前記リアクトル部材のインダクタンス値とのうち少なくとも一方は、前記高周波電圧の周波数が、前記リアクトル部材及び前記誘電体バリア放電灯からなる放電灯回路が共振する共振周波数より高くなるように設定されている。
【００７２】
（５）請求項１〜８のいずれかにおいて、前記パルス信号の周波数と前記リアクトル部材のインダクタンス値とのうち少なくとも一方は、前記周波数の周波数特性曲線においてその急傾部分に当該周波数が位置するように値が設定されている。
【００７３】
（６）請求項１〜８及び前記技術的思想（１）〜（５）のいずれか一項に記載の誘電体バリア放電灯制御装置と、前記誘電体バリア放電灯とを備えた誘電体バリア放電灯装置。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一実施形態における誘電体バリア放電灯装置の概略構成を示す構成図。
【図２】電源装置の電気構成を示す電気構成図。
【図３】（ａ），（ｂ）は点灯前の駆動電圧及び２次電流の波形図。
【図４】（ａ），（ｂ）は点灯後の駆動電圧及び２次電流の波形図。
【図５】（ａ），（ｂ）は改良駆動時の駆動電圧及び２次電流の波形図。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は放電灯回路の等価回路図。
【図７】放電灯回路のインピーダンス周波数特性を示す波形図。
【図８】他の例の誘電体バリア放電灯装置の概略構成を示す構成図。
【図９】他の例の誘電体バリア放電灯装置の概略構成を示す構成図。
【図１０】（ａ），（ｂ）は漏洩トランスの具体例を示す側面図及び正面図。
【符号の説明】
【００７５】
２…誘電体バリア放電灯、３…誘電体バリア放電灯制御装置としての電源制御装置、６，７…誘電体としての誘電体平板、１０…放電ガス、１１，１２…電極、１５…信号生成回路としてのインバータ、１６…トランス、１７…リアクトル部材を構成するインダクタンス素子、２４…デューティ比変換手段、生成手段及び第２生成手段を構成する発振器、２８…放電灯回路、２９ａ…周波数調整手段としての第１可変抵抗器、２９ｂ…デューティ比設定手段としての第２可変抵抗器、３０（３０ａ，３０ｂ）…リアクトル部材を構成する漏洩トランス、Ｖａ…パルス信号としての駆動回路、Ｉ…２次電流、Ｐａ…ピーク値、Ｔａ…時間、ｆ…周波数、ｆｏ…共振周波数。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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